(57)【要約】  空隙を形成しても、ブレイク不良やクラックが生じにくいコイル内蔵基板を提供する。  基板本体１２の絶縁層が積層された積層方向に透視すると、互いに重なり合う第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの内周より内側に、互いに重なり合う第２のコイル要素３４ａ，３４ｂが形成されている。空隙部４０は、少なくとも一つのコイル要素３４ａ，３４ｂ及び当該コイル要素３４ａ，３４ｂに接している一つの絶縁層と当該コイル要素３４ａ，３４ｂに対向する他の一つの絶縁層との間に連続して、当該コイル要素３４ａ，３４ｂが露出するように形成され、かつ、積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの外周との間に間隔と設けて該外周より内側、かつ互いに重なり合っている第２のコイル要素３４ａ，３４ｂの内周より外側に、環状に形成されている。
2012008171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料を含む複数の絶縁層が積層された基板本体と、
互いに隣接する前記絶縁層同士の異なる組の当該絶縁層間にそれぞれ配置され、前記基板本体の前記絶縁層が積層される積層方向に延在する仮想中心軸のまわりを実質的に周方向に延在するように形成された複数のコイル要素と、
前記絶縁層を貫通して前記コイル要素同士を接続する層間接続導体と、
前記基板本体の内部に形成された空隙部と、
を備え、
前記コイル要素は、
前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素と、
前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の内周より内側において互いに重なり合っている第２のコイル要素と、
を含み、
前記空隙部は、
少なくとも一つの前記コイル要素及び当該コイル要素に接している一つの前記絶縁層と当該コイル要素に対向する他の一つの前記絶縁層との間に連続して、当該コイル要素が露出するように形成され、かつ、
前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の外周との間に間隔と設けて該外周より内側、かつ互いに重なり合っている前記第２のコイル要素の内周より外側に、環状に形成されていることを特徴とする、コイル内蔵基板。
【請求項２】
前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素とが、前記積層方向に交互に形成され、
前記空隙部は、前記第２のコイル要素が露出するように形成され、かつ、前記空隙部の外周が、互いに対向する前記第１のコイル要素同士の間において前記積層方向の中間位置に延在し、
前記基板本体の内部に、前記空隙部の前記外周に連通し、かつ前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の外周との間に間隔を設けて該外周より内側に延在する空隙延長部が、さらに形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のコイル内蔵基板。
【請求項３】
前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素とが、前記積層方向に交互に形成され、
前記積層方向の両端の前記コイル要素が、ともに前記第１のコイル要素であり、
当該第１のコイル要素の一方が露出するように、一つの前記空隙部が形成され、
当該第１のコイル要素の他方が露出するように、他の一つの前記空隙部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のコイル内蔵基板。
【請求項４】
前記コイル要素は、
前記積層方向に透視すると、互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の外周との間に間隔を設けて該外周より内側において、前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素とに重なっている第３のコイル要素を、さらに含み、
前記第３のコイル要素の前記積層方向両側において前記積層方向にそれぞれ当該第３のコイル要素に最も近い前記コイル要素が、ともに前記第２のコイル要素であり、
当該第２のコイル要素の一方が露出するように、一つの前記空隙部が形成され、
当該第２のコイル要素の他方が露出するように、他の一つの前記空隙部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のコイル内蔵基板。
【請求項５】
一つの前記第２のコイル要素の前記積層方向両側において前記積層方向にそれぞれ当該第２のコイル要素に最も近い前記コイル要素が、他の二つの前記第２のコイル要素であり、
当該他の二つの前記第２のコイル要素の一方が露出するように、一つの前記空隙部が形成され、
当該他の二つの前記第２のコイル要素の他方が露出するように、他の一つの前記空隙部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のコイル内蔵基板。
【請求項６】
前記基板本体の前記絶縁層は、
磁性体セラミック材料を含む第１及び第２の磁性層と、
第１乃至第３の非磁性フェライト層と、
を含み、
前記第１及び第２の磁性層の間に、前記第１及び第２の磁性層に隣接して前記第３の非磁性フェライト層が配置され、
前記第１及び第３の非磁性フェライト層の間に、前記第１及び第３の非磁性フェライト層に隣接して前記第１の磁性層が配置され、
前記第２及び第３の非磁性フェライト層の間に、前記第２及び第３の非磁性フェライト層に隣接して前記第２の磁性層が配置されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一つに記載のコイル内蔵基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル内蔵基板に関し、詳しくは、基板の内部にコイルを内蔵しているコイル内蔵基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック材料を含む絶縁層と内部導体層とを交互に積層し、一体化した積層体を焼成することにより作製されたコイル内蔵基板上に、半導体集積回路やコンデンサ、抵抗などの回路部品を搭載したモジュール部品が、携帯電話に用いられている。【０００３】
コイル内蔵基板について、基板内部に空隙を設けることが提案されている。【０００４】
例えば、特許文献１には、積層インダクタについて、焼成過程において磁性体層と内部導体層が焼結一体化するが、室温への冷却時、磁性体層と内部導体層の熱膨張率差から残留応力が発生し、そのため磁歪が発生して効率が低下するため、応力緩和用の空隙を内部導体層の最外層より外側に形成することが開示されている。【０００５】
特許文献２には、樹脂粒子を含み熱収縮率がセラミックグリーンシートと同等以上の第１の導電ペーストと、熱収縮率がセラミックグリーンシートより小さい第２の導電ペーストとを用いることにより、樹脂粒子を焼失させて空隙を形成し、応力を低減することが開示されている。【０００６】
特許文献３には、図９（ａ）の断面図及び図９（ｂ）の拡大断面図に示すように、積層型電子部品の積層体１１０内においてコイル電極１３０間に空隙１４０を形成する場合に、空隙１４０の数をコイル電極１３０の層数の１／２以上とすること、及び、積層方向における空隙１４０の幅ａと積層方向において互いに隣接するコイル電極１３０間の距離ｂとの比が、０＜ａ／ｂ≦１／２とすることが開示されている。０＜ａ／ｂとするのは応力緩和効果を発現させるためであり、ａ／ｂ≦１／２とするのは、クラック防止効果を発現させるためとされている。【０００７】
特許文献４には、大きさが異なる内コイルと外コイルとを交互に積層することにより同じ径のコイルが直線状に並んだ場合に比べて積層体表面の凹凸の形成を抑制し、積層方向の最外側の磁性体層に応力が集中してクラックが発生するのを抑制することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−６４４２１号公報
【特許文献２】特開２００５−２９４７２５号公報
【特許文献３】特開２００６−３５２０１８号公報
【特許文献４】国際公開第２００９／０８１８６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
コイル内蔵基板は、複数個分のコイル内蔵基板となる部分を含む集合基板を個片に分割することにより作製される。集合基板の内部に空隙が設けられていると、個片に分割するため集合基板を折り曲げる際に、空隙を起点として亀裂が発生し、ブレイク不良やクラックが発生しやすい。【００１０】
本発明は、かかる実情に鑑み、空隙を形成しても、ブレイク不良やクラックが生じにくいコイル内蔵基板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したコイル内蔵基板を提供する。【００１２】
コイル内蔵基板は、（ａ）セラミック材料を含む複数の絶縁層が積層された基板本体と、（ｂ）互いに隣接する前記絶縁層同士の異なる組の当該絶縁層間にそれぞれ配置され、前記基板本体の前記絶縁層が積層される積層方向に延在する仮想中心軸のまわりを実質的に周方向に延在するように形成された複数のコイル要素と、（ｃ）前記絶縁層を貫通して前記コイル要素同士を接続する層間接続導体と、（ｄ）前記基板本体の内部に形成された空隙部とを備える。前記コイル要素は、（ｉ）前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素と、（ii）前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の内周より内側において互いに重なり合っている第２のコイル要素とを含む。前記空隙部は、少なくとも一つの前記コイル要素及び当該コイル要素に接している一つの前記絶縁層と当該コイル要素に対向する他の一つの前記絶縁層との間に連続して、当該コイル要素が露出するように形成され、かつ、前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の外周との間に間隔と設けて該外周より内側、かつ互いに重なり合っている前記第２のコイル要素の内周より外側に、環状に形成されている。【００１３】
上記構成において、積層方向に透視すると、第１のコイル要素同士が重なり合っている領域と、第２のコイル要素同士が重なり合っている領域とは、互いに接し、あるいは互いに離れており、互いに重なり合わないため、積層方向に透視するとすべてのコイル要素が重なり合う場合に比べ、基板本体の表裏面の凹凸形成を抑制することができる。また、コイル要素と絶縁層の間に形成された空隙部により焼成収縮に伴う残留応力が緩和されるので、コイルの特性が向上（鉄損抑制による電圧変換効率の向上、或いはインダクタンス値の向上など）する。【００１４】
上記構成によれば、空隙部は、積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素の外周との間に間隔を設けて該外周よりも内側に形成されているため、積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素の外周まで、あるいは外周よりもさらに外側まで空隙部が形成されている場合に比べ、集合基板から個片を分割するため集合基板を折り曲げる際に、空隙部を起点とする亀裂が発生しにくい。したがって、空隙部を形成しても、ブレイク不良やクラックが生じにくい。【００１５】
空隙部は、コイル要素と絶縁層との間のみならず、絶縁層間にも形成されるので、空隙部をコイル要素と絶縁層との間のみに形成する場合に比べ、残留応力がより緩和され、コイルの特性がより向上する。【００１６】
好ましい第１の態様において、前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素とが、前記積層方向に交互に形成される。前記空隙部は、前記第２のコイル要素が露出するように形成され、かつ、前記空隙部の外周が、互いに対向する前記第１のコイル要素同士の間において前記積層方向の中間位置に延在する。前記基板本体の内部に、前記空隙部の前記外周に連通し、かつ前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の外周との間に間隔を設けて該外周より内側に延在する空隙延長部が、さらに形成されている。【００１７】
この場合、焼成収縮に伴って、互いに対向する第１のコイル要素同士の間において積層方向の中間には積層方向に引張応力が発生するため、空隙部の外周付近の応力集中により亀裂が発生し、その亀裂が、積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素の外周に向かって進展することにより、空隙延長部が形成される。【００１８】
亀裂の進展に伴って応力が緩和されるため、亀裂は、積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素の外周には達しない。そのため、空隙延長部は、第１のコイル要素に対して空隙部が形成される位置が多少ずれても、積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素の外周との間に間隔を設けて該外周より内側に、確実に形成される。【００１９】
空隙延長部が形成されることにより、空隙延長部を介して対向する第１のコイル要素の残留応力が低減されるので、コイルの特性が向上する。【００２０】
好ましい第２の態様において、前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素とが、前記積層方向に交互に形成される。前記積層方向の両端の前記コイル要素が、ともに前記第１のコイル要素である。当該第１のコイル要素の一方が露出するように、一つの前記空隙部が形成されている。当該第１のコイル要素の他方が露出するように、他の一つの前記空隙部が形成されている。【００２１】
一般に、基板本体の表裏面付近の絶縁層は焼成収縮に伴って圧縮応力が残留しているため、集合基板から個片を分割するため集合基板を折り曲げる際にさらに応力が作用すると、ブレイク不良やクラックが生じやすい。そこで、積層方向両端の第１のコイル要素が露出するように空隙部を形成すると、基板本体の表裏面付近の絶縁層について残留応力が緩和されるので、ブレイク不良やクラックの発生を低減できる。【００２２】
好ましい第３の態様において、前記コイル要素は、前記積層方向に透視すると、互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の外周との間に間隔を設けて該外周より内側において、前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素とに重なっている第３のコイル要素を、さらに含む。前記第３のコイル要素の前記積層方向両側において前記積層方向にそれぞれ当該第３のコイル要素に最も近い前記コイル要素が、ともに前記第２のコイル要素である。当該第２のコイル要素の一方が露出するように、一つの前記空隙部が形成されている。当該第２のコイル要素の他方が露出するように、他の一つの前記空隙部が形成されている。【００２３】
この場合、第３のコイル要素とその積層方向両側の第２のコイル要素とについて、焼成収縮に伴う残留応力が空隙部によって緩和され、コイルの特性が向上する。【００２４】
好ましい第４の態様において、一つの前記第２のコイル要素の前記積層方向両側において前記積層方向にそれぞれ当該第２のコイル要素に最も近い前記コイル要素が、他の二つの前記第２のコイル要素である。当該他の二つの前記第２のコイル要素の一方が露出するように、一つの前記空隙部が形成されている。当該他の二つの前記第２のコイル要素の他方が露出するように、他の一つの前記空隙部が形成されている。【００２５】
この場合、積層方向に連続する３つの第２のコイル要素について、焼成収縮に伴う残留応力が空隙部によって緩和され、コイルの特性が向上する。【００２６】
好ましくは、上記各構成において、前記基板本体の前記絶縁層は、（ａ）磁性体セラミック材料を含む第１及び第２の磁性層と、（ｂ）第１乃至第３の非磁性フェライト層とを含む。前記第１及び第２の磁性層の間に、前記第１及び第２の磁性層に隣接して前記第３の非磁性フェライト層が配置されている。前記第１及び第３の非磁性フェライト層の間に、前記第１及び第３の非磁性フェライト層に隣接して前記第１の磁性層が配置されている。前記第２及び第３の非磁性フェライト層の間に、前記第２及び第３の非磁性フェライト層に隣接して前記第２の磁性層が配置されている。【００２７】
この場合、電気特性を向上することができる。すなわち、第１及び第２の磁性層の間に配置された第３の非磁性フェライト層によって、コイルの直流重畳特性が向上する。第１及び第２の磁性層の積層方向両側に配置された第１及び第２の非磁性フェライト層は、磁界の広がりを抑え、ノイズを低減させる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、空隙を形成しても、ブレイク不良やクラックが生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】コイル内蔵基板の断面図である。（実施例１）
【図２】コイル内蔵基板の分解平面図である。（実施例１）
【図３】コイル内蔵基板の中間層の要部拡大図である。（実施例１）
【図４】コイル内蔵基板の断面図である。（実施例１）
【図５】コイル内蔵基板の断面図である。（実施例２）
【図６】コイル内蔵基板の断面図である。（実施例３）
【図７】コイル内蔵基板の断面図である。（実施例４）
【図８】コイル内蔵基板の内部の応力状態の説明図である。（説明例）
【図９】積層型電子部品の（ａ）断面図、（ｂ）拡大断面図である。（従来例１）
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図８を参照しながら説明する。
【００３１】
＜実施例１＞  実施例１のコイル内蔵基板１０について、図１〜図４及び図８を参照しながら説明する。
【００３２】
図１は、コイル内蔵基板１０の断面図である。
【００３３】
図１に示すように、コイル内蔵基板１０は、基板本体１２の内部に、コイル３０と、面内配線導体２２と、層間接続導体２４とが形成されている。
【００３４】
基板本体１２は、図１において上から順に、第１の非磁性フェライト層１６ａ、第１の磁性層１４ａ、第３の非磁性フェライト層である中間非磁性フェライト層１６ｃ、第２の磁性層１４ｂ、第２の非磁性フェライト層１６ｂが積層されている。第１及び第２の磁性層１４ａ，１４ｂは、磁性体セラミック材料、例えば、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ニッケル及び酸化銅を主成分とする磁性フェライトとセラミック材料を含む。第１及び第２の非磁性フェライト層１６ａ，１６ｂと中間非磁性フェライト層１６ｃとは、例えば、酸化鉄、酸化亜鉛及び酸化銅を主成分とする非磁性フェライトとセラミック材料を含む。基板本体１２の各層１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、１層又は積層された２層以上のセラミック材料を含む絶縁層からなる。
【００３５】
コイル３０は、第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃと、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂを含む。各コイル要素３２ａ〜３２ｃ，３４ａ，３４ｂは、第１及び第２の磁性層１４ａ，１４ｂと中間非磁性フェライト層１６ｃの内部に形成されている。
【００３６】
中間非磁性フェライト層１６ｃをなくした構成とすることもできるが、第１及び第２の磁性層１４ａ，１４ｂの間に中間非磁性フェライト層１６ｃを形成すると、磁性層だけにコイル要素が形成された場合よりも、コイル３０の直流重畳特性が向上する。
【００３７】
第１及び第２の非磁性フェライト層１６ａ，１６ｂは、磁界の広がりを抑え、ノイズを低減させる。
【００３８】
基板本体１２の上面１２ａには、電子部品２，４を実装するためのランド電極２６ａ，２６ｂが形成されている。基板本体１２の下面１２ｂには、コイル内蔵基板１０を他の回路基板等に実装するための端子電極２８が形成されている。なお、基板本体１２の上面１２ａに実装される部品がない場合には、ランド電極を無くすことができる。
【００３９】
図２は、コイル内蔵基板１０の分解平面図である。図２に示すように、コイル内蔵基板１０は、積層されて基板本体１２になる絶縁層１２ｍ，１２ｎ，・・・，１２ｐ〜１２ｔ，・・・，１２ｗに、実線の斜線を付した導体パターンが形成されている。また、絶縁層１２ｐ〜１２ｔを貫通する層間接続導体２４ｐ〜２４ｔが形成されている。なお、図２において、層間接続導体２４ｐ〜２４ｔ以外の絶縁層を貫通する層間接続導体は、図示を省略している。
【００４０】
図２に示すように、第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃと第２のコイル要素３４ａ，３４ｂとは、積層方向に交互に、かつ積層方向両端が第１のコイル要素３２ａ，３２ｃになるように、互いに隣接する絶縁層同士の異なる組の当該絶縁層間にそれぞれ配置される。
【００４１】
絶縁層１２ｑ，１２ｓ上の第２のコイル要素３４ａ，３４ｂの一端３４ｐ，３４ｓ側と、絶縁層１２ｐ，１２ｒ上の第１のコイル要素３２ａ，３２ｂの一端３２ｑ，３２ｔ側とは、絶縁層１２ｐ，１２ｒを貫通する層間接続導体２４ｐ，２４ｒにより接続される。絶縁層１２ｑ，１２ｓ上の第２のコイル要素３４ａ，３４ｂの他端３４ｑ，３４ｔ側と、絶縁層１２ｒ，１２ｔ上の第１のコイル要素３２ｂ，３２ｃの他端３２ｓ，３２ｕ側とは、絶縁層１２ｑ，１２ｓを貫通する層間接続導体２４ｑ，２４ｓにより接続される。
【００４２】
第１のコイル要素３２ａの他端３２ｐは、不図示の層間接続導体によって面内配線導体２２に接続される。また、第１のコイル要素３２ｃの一端３２ｖは、層間接続導体２４ｔその他の不図示の層間接続導体及び面内配線導体によって端子電極２８に接続される。
【００４３】
図２に示すように、第１及び第２のコイル要素３２ａ〜３２ｃ，３４ａ，３４ｂは、基板本体１２の絶縁層が積層される積層方向（図２において紙面垂直方向）に延在する仮想中心軸３８のまわりを実質的に周方向に延在するように、略リング形状あるいは略Ｃ字状に形成されている。第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃは、略同一形状であり、同心に配置され、積層方向に透視すると、角度をずらしながら互いに重なり合い、外径が相対的に大きい環状の大コイル領域３２（図１参照）を形成する。第２のコイル要素３４ａ，３４ｂも、略同一形状であり、同心に配置され、積層方向に透視すると、角度をずらしながら互いに重なり合い、外径が相対的に小さい環状の小コイル領域３４（図１参照）を形成する。
【００４４】
積層方向に透視すると、互いに重なり合っている第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの内周より内側において、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂが互いに重なり合っている。すなわち、積層方向に透視すると、互いに重なり合っている第２のコイル要素３４ａ，３４ｂの外周は、互いに重なり合っている第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの内周と接し、あるいは、互いに重なり合っている第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの内周との間に隙間を形成する。これにより、すべてのコイル要素が積層方向に重なり合うように配置される場合に比べ、基板本体１２の上面１２ａ及び下面１２ｂの凹凸形成を抑制できる。
【００４５】
図４は、コイル内蔵基板１０の主要な構成部分のみを模式的に図示した断面図である。図４に示すように、コイル内蔵基板１０は、鎖線１１で示すように、複数個分の基板本体１２となる部分を含む集合基板がブレイク溝１２ｘ，１２ｙに沿って切断され分割された個片である。
【００４６】
基板本体１２の内部には、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂに沿って、積層方向に透視すると仮想中心軸３８の周りを環状に延在する空隙部４０が形成されている。空隙部４０は、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂ及び第２のコイル要素３４ａ，３４ｂに接している一つの絶縁層と、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂに対向する他の一つの絶縁層との間に連続して、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂが露出するように形成された空隙である。空隙部４０は、積層方向に透視すると互いに重なり合う第２のコイル要素３４ａ，３４ｂの外側まで延在しており、空隙部４０の外周４０ｓは、互いに対向する第１のコイル要素３２ａと３２ｂ、３２ｂと３２ｃの間の積層方向の中間位置に延在している。
【００４７】
空隙部４０により、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂの残留応力が緩和され、コイルの効率が向上する。空隙部４０は第２のコイル要素３４ａ，３４ｂを越えて絶縁層間にも形成されているため、空隙部が絶縁層間には形成されない場合に比べ、残留応力がより緩和され、コイルの特性がより向上する。
【００４８】
空隙部４０は、図２及び図３の要部拡大図に示すように、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂに重なり、かつ第２のコイル要素３４ａ，３４ｂの外側にはみ出るように、環状に形成されたカーボンペースト等の空隙形成用材料３６が、焼成時に消失することにより形成される。図３において、破線は、積層方向に透視した第１のコイル要素３２ａを示している。空隙形成用材料３６は、第１のコイル要素３２ａの外周に沿って間隔が形成されるように、第１のコイル要素３２ａの内周側の略半分の領域に重なるように形成される。
【００４９】
さらに、基板本体１２の内部には、空隙部４０の外周４０ｓに連通する空隙延長部４２が形成されている。空隙延長部４２は、互いに対向する第１のコイル要素３２ａと３２ｂ，３２ｂと３２ｃの間の領域内のみに形成される。空隙延長部４２は、積層方向に透視すると、大コイル領域３２の外周位置３２ｙより内側に、外周位置３２ｙとの間に間隔を設けて形成され、外周位置３２ｙより外側には形成されない。
【００５０】
空隙延長部４２は、以下に説明するように、焼成収縮時に空隙部４０の外周４０ｓを起点に形成された亀裂が進展することによってできた空隙である。
【００５１】
図８は、焼成収縮時におけるコイル内蔵基板１０の内部の応力状態の説明図である。図８に示すように、金属材料を含むコイル要素３１ａ〜３１ｃは、セラミック材料を含む基板本体の絶縁層に比べて線膨張係数が大きいため、焼結後に常温まで温度が下がるときに、第１のコイル要素３１ａ，３１ｂの周辺の絶縁層には、矢印３１ｐで示すように引張応力が作用する。
【００５２】
これにより、対向する第１のコイル要素３１ａ，３１ｂの積層方向（図８において上下方向）の中間位置に形成された空隙部４１には、矢印３１ｓで示すように互いに逆向きの引張応力が作用するため、応力集中により、空隙部４１の外周４１ｐに連通する亀裂が形成される。矢印３１ｓで示す引張応力は、亀裂を広げる方向に作用するため、亀裂は、鎖線４１ｑに沿って空隙部４１から離れる方向に進展する。
【００５３】
矢印３１ｓで示す引張応力は、亀裂の進展に伴い応力が緩和されて小さくなるため、亀裂は、積層方向に透視すると互いに重なり合う第１のコイル要素３１ａ，３１ｂの外周位置３１ｙの手前で、進展が止まる。
【００５４】
一方、積層方向に透視すると第１のコイル要素３１ａ，３１ｂが対向する領域より外側のコイル要素がない領域（図８において、外周位置３１ｙより右側の領域）において、絶縁層には、矢印３１ｑで示すように第１のコイル要素３１ａ，３１ｂに向かう斜め方向の引張応力が分布している。これらの応力の積層方向の成分は、矢印３１ｔで示すように圧縮応力となる。そのため、この領域では、亀裂が形成されない。
【００５５】
したがって、図４に示すように、空隙延長部４２は、空隙部４０の外周４０ｓに連通し、かつ積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの外周位置３２ｙより内側に、外周位置３２ｙとの間に間隔を設けて延在する。
【００５６】
空隙延長部４２は、第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃに対して空隙部４０が形成される位置が多少ずれても、焼成収縮時の内部応力によって、積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの外周位置３２ｙとの間に間隔を設けるように、確実に形成される。
【００５７】
空隙延長部４２が形成されることにより、空隙延長部４２を介して対向する第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの残留応力が低減されるので、コイル３０の特性が向上する。
【００５８】
空隙部４０及び空隙延長部４２は、積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの外周位置３２ｙとの間に間隔を設けて外周位置３２ｙよりも内側に配置されているため、積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素の外周まで、あるいは外周よりもさらに外側まで空隙が形成されている場合に比べ、空隙を起点とする亀裂が発生しにくい。そのため、ブレイク不良やクラックが生じにくい。
【００５９】
次に、コイル内蔵基板１０を、集合基板状態で作製する場合の製造工程について説明する。
【００６０】
（１）まず、基板本体１２の各層と図示しない拘束層とを形成するため、セラミック材料粉末を含み、シート状に成形された未焼結のセラミックグリーンシートを準備する。
【００６１】
第１及び第２の磁性層１４ａ，１４ｂを形成するためのセラミックグリーンシートには、例えば、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化ニッケル及び酸化銅を主成分とする磁性フェライトを用いる。第１及び第２の非磁性フェライト層１６ａ，１６ｂと中間非磁性フェライト層１６ｃを形成するためのセラミックグリーンシートには、例えば、酸化鉄、酸化亜鉛及び酸化銅を主成分とする非磁性フェライトを用いる。
【００６２】
図２に示すように、セラミックグリーンシートの各層１２ｐ〜１２ｔの適宜位置にレーザー加工やパンチング加工等により貫通孔を加工し、この貫通孔に導体ペーストを印刷等により埋め込むことによって、層間接続導体２４ｐ〜２４ｔを形成する。
【００６３】
また、セラミックグリーンシートの各層１２ｍ，１２ｎ，１２ｐ〜１２ｔ，１２ｗの一方主面に、導体ペーストをスクリーン印刷法やグラビア印刷法等により印刷するか、あるいは所定パターン形状の金属箔を転写する等によって、実線の斜線を付したコイル要素３２ａ〜３２ｃ，３４ａ，３４ｂ、面内配線導体２２、ランド電極２６ａ，２６ｂ、端子電極２８の導体パターンを形成する。
【００６４】
さらに、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂを形成したセラミックグリーンシートの各層１２ｑ，１２ｓについて、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂに重なるように、カーボンペーストを印刷することにより、破線の斜線を付した環状の空隙形成用材料３６を形成する。
【００６５】
拘束層に用いる収縮抑制用グリーンシートは、シート状に成形された未焼結のグリーンシートである。収縮抑制用グリーンシートは、基板本体１２の各層を形成するためのセラミックグリーンシートの焼成温度よりも高温で焼結するアルミナ等の無機材料粉末を含み、基板本体１２の各層を形成するためのセラミックグリーンシートの焼成温度では実質的に焼結しない。
【００６６】
（２）次いで、基板本体１２の各層を形成する未焼結のセラミックグリーンシートを積層することにより積層体を形成し、積層体の積層方向両側に収縮抑制用グリーンシートを含む拘束層を配置して、複合積層体を作製する。積層方向に比較的小さい圧力を加え、積層体の各層と拘束層とを仮圧着する。
【００６７】
複合積層体は、仮圧着した積層体を作製した後に、収縮抑制用グリーンシートを積層してさらに仮圧着することにより作製してもよいし、基板本体１２の各層となるセラミックグリーンシートと収縮抑制用グリーンシートとを積層した後、一括して仮圧着することにより作製してもよい。
【００６８】
拘束層は、基板本体１２の各層を形成する未焼結のセラミックグリーンシートを積層した積層体に、収縮抑制用グリーンシートを作製するためのスラリーをスクリーン印刷により塗布することによって形成してもよい。支持体上に収縮抑制用グリーンシートを形成し、それを、基板本体１２の各層を形成する未焼結のセラミックグリーンシートを積層した積層体上に転写することにより、形成してもよい。
【００６９】
（３）次いで、複合積層体に比較的大きい圧力を加え、積層体に拘束層を本圧着する。
【００７０】
（４）次いで、積層体に拘束層を本圧着した複合積層体を焼成する。焼成は、基板本体１２になる積層体の各層を形成するセラミックグリーンシートに含まれるセラミック材料粉末を焼結させ、拘束層の収縮抑制用グリーンシートに含まれる無機材料粉末は焼結させない条件下で行う。すなわち、基板本体１２になる積層体の各層を形成するセラミックグリーンシートの焼結温度よりは高く、かつ、拘束層の収縮抑制用グリーンシートの焼結温度よりは低い温度で、焼成する。
【００７１】
（５）次いで、焼成後の複合積層体から拘束層を除去することによって、焼成済みの積層体、すなわちコイル内蔵基板１０の集合基板を取り出し、レーザー加工やダイシング加工によりブレイク溝１２ｘ，１２ｙを形成する。必要に応じて、基板本体１２の上面１２ａに形成されたランド電極２６ａ，２６ｂと、下面１２ｂに形成された端子電極２８にメッキを行う。
【００７２】
（６）以上の工程により完成したコイル内蔵基板１０の集合基板のランド電極２６ａ，２６ｂに、表面実装部品やＩＣチップなどの部品２，４を実装した後、ブレイク１２ｘ，１２ｙ溝に沿ってコイル内蔵基板１０の集合基板を切断し、個片に分割する。
【００７３】
＜実施例２＞  実施例２のコイル内蔵基板１０ａについて、図５を参照しながら説明する。
【００７４】
実施例２のコイル内蔵基板１０ａは、実施例１のコイル内蔵基板１０と略同様に構成されている。以下では、実施例１と同じ構成部分には同じ符号を用い、実施例１との相違点を中心に説明する。
【００７５】
図５は、実施例２のコイル内蔵基板１０ａの主要な構成部分のみを模式的に示す断面図である。図５に示すように、実施例１と同じく、第１の非磁性フェライト層１６ａ、第１の磁性層１４ａ、中間非磁性フェライト層１６ｃ、第２の磁性層１４ｂ、第２の非磁性フェライト層１６ｂの順に積層された基板本体１２の内部に、第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃと第２のコイル要素３４ａ，３４ｂとが配置されている。
【００７６】
実施例２のコイル内蔵基板１０ａは、実施例１と異なり、基板本体１２の内部に形成されたコイル要素３２ａ〜３２ｃ，３４ａ，３４ｂのうち、積層方向両端に形成された第１のコイル要素３２ａ，３２ｃが露出するように空隙部４４が形成されている。
【００７７】
空隙部４４の外周４４ｓは、積層方向に透視すると、第１のコイル要素３２ａ，３２ｃの中間位置、すなわち、第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの外周位置３２ｙとの間に間隔を設けて外周位置３２ｙよりも内側に延在している。空隙部４４は、第２のコイル要素３２ａ，３２ｃの内周位置３４ｘより外側に、環状に形成されている。
【００７８】
空隙部４４により、第１のコイル要素３２ａ，３２ｃの残留応力が緩和され、コイルの効率が向上する。空隙部４４は、第１のコイル要素３２ａ，３２ｃを越えて絶縁層間にも形成されているため、空隙部が絶縁層間には形成されない場合に比べ、残留応力がより緩和され、コイルの特性がより向上する。
【００７９】
空隙部４４は、対向するコイル要素の間に形成されていないため、実施例１と異なり、空隙部４４に連通する空隙延長部は形成されない。
【００８０】
一般に、基板本体１２の上面１２ａ及び下面１２ｂ付近の絶縁層は、焼成収縮に伴って圧縮応力が残留しているため、集合基板から個片を分割するため集合基板を折り曲げる際にさらに応力が作用すると、ブレイク不良やクラックが生じやすい。
【００８１】
そこで、実施例２のように積層方向両端の第１のコイル要素３２ａａ，３２ｃに接するように空隙部４４を形成すると、基板本体１２の上面１２ａ及び下面１２ｂ付近の絶縁層について残留応力が緩和されるので、ブレイク不良やクラックの発生を低減できる。
【００８２】
空隙部４４は、積層方向に透視すると、互いに重なり合う第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの外周位置３２ｙから離れて内側に形成されているため、積層方向に透視すると、互いに重なり合う第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの外周位置３２ｙまで、あるいは外周位置３２ｙを越えて外側まで空隙が形成されている場合と比べると、集合基板からコイル内蔵基板の個片を分割する際に、空隙を起点とする亀裂が発生しにくい。したがって、ブレイク不良やクラックが生じにくい。
【００８３】
＜実施例３＞  実施例３のコイル内蔵基板１０ｂについて、図６を参照しながら説明する。
【００８４】
図６は、実施例３のコイル内蔵基板１０ｂの主要な構成部分のみを模式的に示す断面図である。図６に示すように、実施例１と同じく、第１の非磁性フェライト層１６ａ、第１の磁性層１４ａ、中間非磁性フェライト層１６ｃ、第２の磁性層１４ｂ、第２の非磁性フェライト層１６ｂの順に積層された基板本体１２の内部に、第１のコイル要素３２ａ，３２ｃと第２のコイル要素３４ａ，３４ｂとが配置されている。
【００８５】
実施例３のコイル内蔵基板１０ｂは、基板本体１２の内部に、実施例１の第１のコイル要素３２ｂの代わりに、第３のコイル要素３３が形成されている。第３のコイル要素３３は、積層方向に透視すると、第１のコイル要素３２ａ，３２ｃの外周位置３２ｙとの間に間隔を設けて外周位置３２ｙよりも内側、かつ第２のコイル要素３４ａ，３４ｂの内周位置３４ｘより外側に、仮想中心軸３８のまわりを実質的に周方向に延在するように形成されている。積層方向に透視すると、第３のコイル要素３３は、第１のコイル要素３２ａ，３２ｃと第２のコイル要素３４ａ，３４ｂの両方に重なっている。
【００８６】
基板本体１２の内部には、実施例１と同様に、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂが露出するように空隙部４６が形成されている。
【００８７】
空隙部４６によって第３のコイル要素３３と第２のコイル要素３４ａ，３４ｂの残留引張応力が緩和されるため、コイルの効率が向上する。空隙部４６は、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂを越えて絶縁層間にも形成されているため、空隙部が絶縁層間には形成されない場合に比べ、残留応力がより緩和され、コイルの特性がより向上する。
【００８８】
空隙部４６の外周４６ｓは、第１のコイル要素３２ａ，３２ｃ同士が対向する領域内に延在する。この領域内においては、実施例１のように距離が短い第１のコイル要素３２ａと３２ｂ、３２ｂと３２ｃの間の領域内より、焼成収縮に伴う引張応力が小さく、空隙部４６の外周４６ｓ付近の応力集中が小さいため、空隙部４６の外周４６ｓに連通する亀裂が発生しない。そのため、実施例１と異なり、空隙部４６に連通する空隙延長部は形成されていない。
【００８９】
空隙部４６は、積層方向に透視すると、互いに重なり合う第１のコイル要素３２ａ，３２ｃの外周位置３２ｙとの間に間隔を設けて外周位置３２ｙより内側に形成されているため、積層方向に透視すると、互いに重なり合う第１のコイル要素３２ａ〜３２ｃの外周位置３２ｙまで、あるいは外周位置３２ｙを越えて外側まで空隙が形成されている場合と比べると、集合基板からコイル内蔵基板の個片を分割する際に、空隙を起点とする亀裂が発生しにくい。したがって、ブレイク不良やクラックが生じにくい。
【００９０】
＜実施例４＞  実施例４のコイル内蔵基板１０ｃについて、図７を参照しながら説明する。
【００９１】
図７は、実施例４のコイル内蔵基板１０ｃの主要な構成部分のみを模式的に示す断面図である。図７に示すように、実施例１と同じく、第１の非磁性フェライト層１６ａ、第１の磁性層１４ａ、中間非磁性フェライト層１６ｃ、第２の磁性層１４ｂ、第２の非磁性フェライト層１６ｂの順に積層された基板本体１２の内部に、第１のコイル要素３２ａ，３２ｃと第２のコイル要素３４ａ，３４ｂとが配置されている。
【００９２】
実施例４のコイル内蔵基板１０ｃは、基板本体１２の内部に、実施例１の第１のコイル要素３２ｂの代わりに、第２のコイル要素３５が形成されている。第２のコイル要素３４ａ，３４ｂ，３５は、積層方向に透視すると互いに重なり合い、外周と内周の位置が揃っている。
【００９３】
実施例１と同様に、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂが露出するように空隙部４８が形成されている。
【００９４】
空隙部４８により、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂ，３５について残留応力が緩和され、コイルの効率が向上する。空隙部４８は、第２のコイル要素３４ａ，３４ｂを越えて絶縁層間にも形成されているため、空隙部が絶縁層間には形成されない場合に比べ、残留応力がより緩和され、コイルの特性がより向上する。
【００９５】
空隙部４８の外周４８ｓは、第１のコイル要素３２ａ，３２ｃ同士が対向する領域内に延在する。この領域内においては、実施例１のように距離が短い第１のコイル要素３２ａと３２ｂ、３２ｂと３２ｃの間の領域内より、焼成収縮に伴う引張応力が小さく、空隙部４８の外周４８ｓ付近の応力集中が小さいため、空隙部４８の外周４８ｓに連通する亀裂が発生しない。そのため、実施例１と異なり、空隙部４８に連通する空隙延長部は形成されていない。
【００９６】
空隙部４８は、積層方向に透視すると、互いに重なり合う第１のコイル要素３２ａ，３２ｃの外周位置３２ｙとの間に間隔を設けて外周位置３２ｙより内側に形成されている。そのため、積層方向に透視すると、互いに重なり合う第１のコイル要素３２ａ，３２ｃの外周位置３２ｙまで、あるいは外周位置３２ｙを越えて外側まで空隙が形成されている場合と比べると、集合基板からコイル内蔵基板の個片を分割する際に、空隙を起点とする亀裂が発生しにくい。したがって、ブレイク不良やクラックが生じにくい。
【００９７】
＜まとめ＞  以上に説明したように、積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素の外周との間に間隔を設けて該外周より内側に空隙部を形成すると、ブレイク不良やクラックが生じにくい。
【００９８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００９９】
例えば、コイル要素の個数や、空隙部の個数は、実施例よりも多くても、少なくてもよい。コイル要素の種類の数は２又は３に限らず、４以上であってもよい。コイル要素は、積層方向に任意の順序で配置可能である。また、２本以上の仮想中心軸のまわりに、それぞれコイル要素が配置される構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１０，１０ａ〜１０ｃ  コイル内蔵基板
１２  基板本体
１２ａ  上面
１２ｂ  下面
１２ｍ，１２ｎ，１２ｐ〜１２ｔ，１２ｗ  絶縁層
１２ｘ，１２ｙ  ブレイク溝
１４ａ  第１の磁性層
１４ｂ  第２の磁性層
１６ａ  第１の非磁性フェライト層
１６ｂ  第２の非磁性フェライト層
１６ｃ  中間非磁性フェライト層（第３の非磁性フェライト層）
２２  面内配線導体
２４，２４ｐ〜２４ｔ  層間接続導体
２６ａ，２６ｂ  ランド電極
２８  端子電極
３０  コイル
３１ａ，３１ｂ  第１のコイル要素
３１ｃ  第２のコイル要素
３１ｙ  外周位置
３２  大コイル領域
３２ａ〜３２ｃ  第１のコイル要素
３２ｙ  外周位置
３３  第３のコイル要素
３４  小コイル領域
３４ａ，３４ｂ  第２のコイル要素
３４ｘ  内周位置
３５  第２のコイル要素
３６  空隙形成用材料
３８  仮想中心線
４０  空隙部
４１  空隙部
４２  空隙延長部
４４  空隙部
４６  空隙部
４８  空隙部
【図１】
2012008171.tif 000003
【図２】
2012008171.tif 000004
【図３】
2012008171.tif 000005
【図４】
2012008171.tif 000006
【図５】
2012008171.tif 000007
【図６】
2012008171.tif 000008
【図７】
2012008171.tif 000009
【図８】
2012008171.tif 000010
【図９】
2012008171.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月27日(2012.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
セラミック材料を含む複数の絶縁層が積層された基板本体と、
互いに隣接する前記絶縁層同士の異なる組の当該絶縁層間にそれぞれ配置され、前記基板本体の前記絶縁層が積層される積層方向に延在する仮想中心軸のまわりを実質的に周方向に延在するように形成された複数のコイル要素と、
前記絶縁層を貫通して前記コイル要素同士を接続する層間接続導体と、
前記基板本体の内部に形成された空隙部と、
を備え、
前記コイル要素は、
前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素と、
前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の内周より内側において互いに重なり合っている第２のコイル要素と、
を含み、
前記空隙部は、
少なくとも一つの前記コイル要素及び当該コイル要素に接している一つの前記絶縁層と当該コイル要素に対向する他の一つの前記絶縁層との間に連続して、当該コイル要素が露出するように形成され、かつ、
前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の外周との間に間隔を設けて該外周より内側、かつ互いに重なり合っている前記第２のコイル要素の内周より外側に、環状に形成されていることを特徴とする、コイル内蔵基板。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素とが、前記積層方向に交互に形成され、
前記積層方向の両端の前記コイル要素が、ともに前記第１のコイル要素であり、
前記積層方向両端の当該第１のコイル要素の一方が露出するように、一つの前記空隙部が形成され、
前記積層方向両端の当該第１のコイル要素の他方が露出するように、他の一つの前記空隙部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のコイル内蔵基板。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
コイル内蔵基板は、（ａ）セラミック材料を含む複数の絶縁層が積層された基板本体と、（ｂ）互いに隣接する前記絶縁層同士の異なる組の当該絶縁層間にそれぞれ配置され、前記基板本体の前記絶縁層が積層される積層方向に延在する仮想中心軸のまわりを実質的に周方向に延在するように形成された複数のコイル要素と、（ｃ）前記絶縁層を貫通して前記コイル要素同士を接続する層間接続導体と、（ｄ）前記基板本体の内部に形成された空隙部とを備える。前記コイル要素は、（ｉ）前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている第１のコイル要素と、（ii）前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の内周より内側において互いに重なり合っている第２のコイル要素とを含む。前記空隙部は、少なくとも一つの前記コイル要素及び当該コイル要素に接している一つの前記絶縁層と当該コイル要素に対向する他の一つの前記絶縁層との間に連続して、当該コイル要素が露出するように形成され、かつ、前記積層方向に透視すると互いに重なり合っている前記第１のコイル要素の外周との間に間隔を設けて該外周より内側、かつ互いに重なり合っている前記第２のコイル要素の内周より外側に、環状に形成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
好ましい第２の態様において、前記第１のコイル要素と前記第２のコイル要素とが、前記積層方向に交互に形成される。前記積層方向の両端の前記コイル要素が、ともに前記第１のコイル要素である。前記積層方向両端の当該第１のコイル要素の一方が露出するように、一つの前記空隙部が形成されている。前記積層方向両端の当該第１のコイル要素の他方が露出するように、他の一つの前記空隙部が形成されている。
【国際調査報告】
2012008171.tif 000012
2012008171.tif 000013
2012008171.tif 000014
2012008171.tif 000015